(57)【要約】【課題】２段で光変調を行うプロジェクタであって、光学系の大型化を抑えたプロジェクタを提供すること。【解決手段】プロジェクタ１０内での光路は、第１方向ＡＢから、第２方向ＣＤ及び第３方向ＥＦを経て、第４方向ＧＨへと順次変化しており、プロジェクタ１０を構成する光学系は、ロ字状の光路に効率的に収まった小型のものとなっている。よって、プロジェクタ１０を小型の光学系によって極めて狭い空間内に収納することができ、プロジェクタ１０の小型化を効率的に達成することができる。【選択図】図１
2007114347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を含む照明装置と、
前記照明装置からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、
前記複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する第１光変調装置と、
前記第１光変調装置で変調された各色の変調光を合成する光合成光学系と、
前記光合成光学系によって合成された合成光を一旦結像させるリレーレンズと、
前記リレーレンズによって結像された像光を画像情報に応じて変調する第２光変調装置
と、
前記第２光変調装置で変調された像光を投射する投射光学系とを備え、
前記照明装置は、第１方向から略直交する第２方向に折れ曲がる光路を有し、
前記色分離光学系、前記第１光変調装置、及び前記光合成光学系は、前記光合成光学系
から射出される像光を前記第１方向に平行で逆進する第３方向に射出させる光路を有する
プロジェクタ。
【請求項２】
前記投射光学系及び前記リレーレンズのいずれか一方は、前記光合成光学系からの光を
前記第２方向に平行で逆進する第４方向に射出させる光路を有するとともに、前記光合成
光学系を経た光を前記第３方向から前記第４方向に折り曲げるミラーを含む請求項１記載
のプロジェクタ。
【請求項３】
前記投射光学系は、前記第２光変調装置から前記第３方向に射出された像光をそのまま
前記第３方向に射出させる光路を有する請求項１記載のプロジェクタ。
【請求項４】
光源を含む照明装置と、
前記照明装置からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、
前記複数の色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する第１光変調装置と、
前記第１光変調装置で変調された各色の変調光を合成する光合成光学系と、
前記光合成光学系によって合成された合成光を一旦結像させるリレーレンズと、
前記リレーレンズによって結像された像光を画像情報に応じて変調する第２光変調装置
と、
前記第２光変調装置で変調された像光を投射する投射光学系とを備え、
前記色分離光学系、前記第１光変調装置、及び前記光合成光学系は、前記色分離光学系
に第１方向から入射した光を、前記光合成光学系から前記第１方向に略直交する第２方向
に射出させるように折れ曲がる光路を有し、
前記投射光学系及び前記リレーレンズのいずれか一方は、前記光合成光学系からの光を
前記第１方向に平行で逆進する第３方向に射出させる光路を有するプロジェクタ。
【請求項５】
前記照明装置は、前記光源から前記第１方向に射出された光を前記第１方向に射出させ
る光路を有する請求項４記載のプロジェクタ。
【請求項６】
前記色分離光学系は、前記照明装置からの光を第１色光と第２及び第３色光とに分岐す
る第１ダイクロイックミラーと、前記第２色光と前記第３色光とを分岐する第２ダイクロ
イックミラーと、前記第１及び第３色光を光路の折り曲げによって前記光合成光学系に導
く複数のミラーとを有し、前記光合成光学系は、断面Ｘ字に配置された一対のダイクロイ
ックミラーを有する請求項１から請求項５のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【請求項７】
前記色分離光学系、前記第１光変調装置、及び前記光合成光学系は、一体化されている
請求項１から請求項６のいずれか一項記載のプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶パネル等の光変調装置を用いてカラー画像を投射するプロジェクタに関
する。
【背景技術】
【０００２】
従来のプロジェクタとして、ＲＧＢの三色の光路上に配置された各色用液晶パネルの透
過率を変調するとともに、分光された光を合成した後の光路上に設けた高精細液晶パネル
の透過率を変調し、カラー画像表示時には、高精度液晶パネルから射出する各成分の光の
透過率をＲ，Ｇ，Ｂの逆γ補正値に比例させるものが存在する（特許文献１参照）。
【０００３】
同様のプロジェクタとして、映像表示液晶パネルと、照度表示液晶パネルとを備えるも
の（特許文献２参照）、各色用の第１〜第３の光変調器と、合成光用の光変調器とを備え
るもの（特許文献３参照）、第１の光変調器と、第２の光変調器とを備えるもの（特許文
献４参照）が存在する。
【特許文献１】特開平６−１６７６９０号公報
【特許文献２】特開平９−１１６８４０号公報
【特許文献３】欧州特許公開第ＥＰ１４２７２２１号公報
【特許文献４】米国特許第５９８７１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のようなプロジェクタは、各色用液晶パネル等によって形成された像を高
精度のリレーレンズによって高精細液晶パネル等に投影する必要があり、光学系が全体と
して大型化する傾向がある。
【０００５】
そこで、本発明は、２段で光変調を行うプロジェクタであって、光学系の大型化を抑え
たプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る第１のプロジェクタは、（ａ）光源を含む照明
装置と、（ｂ）照明装置からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、（ｃ）複数の
色光を画像情報に応じてそれぞれ変調する第１光変調装置と、（ｄ）第１光変調装置で変
調された各色の変調光を合成する光合成光学系と、（ｅ）光合成光学系によって合成され
た合成光を一旦結像させるリレーレンズと、（ｆ）リレーレンズによって結像された像光
を画像情報に応じて変調する第２光変調装置と、（ｇ）第２光変調装置で変調された像光
を投射する投射光学系とを備える。さらに、第１のプロジェクタにおいて、照明装置が、
第１方向から略直交する第２方向に折れ曲がる光路を有し、色分離光学系、第１光変調装
置、及び光合成光学系が、前記光合成光学系から射出される像光を第１方向に平行で逆進
する第３方向に射出させる光路を有する。
【０００７】
上記プロジェクタでは、照明装置が、第１方向から略直交する第２方向に折れ曲がる光
路を有し、色分離光学系、第１光変調装置、及び光合成光学系が、光合成光学系から射出
される像光を第１方向に平行で逆進する第３方向に射出させる光路を有するので、照明装
置から光合成光学系にかけて第１から第３方向に２段階で折れ曲がるコ字状の光路が形成
される。よって、プロジェクタを構成する光学系を狭い矩形空間に収めることができ、プ
ロジェクタの小型化を達成することができる。
【０００８】
本発明の具体的な態様では、上記第１のプロジェクタにおいて、投射光学系及びリレー
レンズのいずれか一方が、光合成光学系からの光を第２方向に平行で逆進する第４方向に
射出させる光路を有するとともに、光合成光学系を経た光を第３方向から第４方向に折り
曲げるミラーを含む。この場合、全体として第１から第４方向に３段階で折れ曲がるロ字
状の光路が形成され、プロジェクタをより小型化することができる。
【０００９】
本発明の別の態様では、上記第１のプロジェクタにおいて、投射光学系が、第２光変調
装置から第３方向に射出された像光をそのまま第３方向に射出させる光路を有する。この
場合、投射光学系が直線型となっており、投射光学系を比較的中央に配置し易くなる。な
お、プロジェクタが天井側に固定される場合、通常スクリーンの中央に対応して天吊り器
具が天井に設置されることが多い。そのため、上述のように投射光学系をプロジェクタの
中央側に配置することにより、画像の歪や明るさの均一性を考慮してプロジェクタをセッ
トする作業が簡単かつ高精度となる。
【００１０】
また、本発明に係る第２のプロジェクタは、（ａ）光源を含む照明装置と、（ｂ）照明
装置からの光を複数の色光に分離する色分離光学系と、（ｃ）複数の色光を画像情報に応
じてそれぞれ変調する第１光変調装置と、（ｄ）第１光変調装置で変調された各色の変調
光を合成する光合成光学系と、（ｅ）光合成光学系によって合成された合成光を一旦結像
させるリレーレンズと、（ｆ）リレーレンズによって結像された像光を画像情報に応じて
変調する第２光変調装置と、（ｇ）第２光変調装置で変調された像光を投射する投射光学
系とを備える。そして、第２のプロジェクタにおいて、色分離光学系、第１光変調装置、
及び光合成光学系が、前記色分離光学系に第１方向から入射した光を、前記光合成光学系
から前記第１方向に略直交する第２方向に射出させるように折れ曲がる光路を有し、投射
光学系及びリレーレンズのいずれか一方が、光合成光学系からの光を第１方向に平行で逆
進する第３方向に射出させる光路を有する。
【００１１】
上記プロジェクタでは、色分離光学系、第１光変調装置、及び光合成光学系が、色分離
光学系に第１方向から入射した光を、光合成光学系から第１方向に略直交する第２方向に
射出させるように折れ曲がる光路を有し、投射光学系やリレーレンズが、光合成光学系か
らの光を第１方向に平行で逆進する第３方向に射出させる光路を有するので、色分離光学
系から投射光学系にかけて第１から第３方向に２段階で折れ曲がるコ字状の光路が形成さ
れる。よって、プロジェクタを構成する光学系を狭い矩形空間に収めることができ、プロ
ジェクタの小型化を達成することができる。
【００１２】
本発明の具体的な態様では、上記第２のプロジェクタにおいて、照明装置が、光源から
第１方向に射出された光を第１方向に射出させる光路を有する。この場合、照明装置が直
線型となっており、光の利用効率を高めたプロジェクタによって高輝度の画像を投射する
ことができる。
【００１３】
本発明の別の態様では、上記第１及び第２のプロジェクタにおいて、色分離光学系が、
照明装置からの光を第１色光と第２及び第３色光とに分岐する第１ダイクロイックミラー
と、第２色光と第３色光とを分岐する第２ダイクロイックミラーと、第１及び第３色光を
光路の折り曲げによって光合成光学系に導く複数のミラーとを有し、光合成光学系が、断
面Ｘ字に配置された一対のダイクロイックミラーを有する。この場合、色分離光学系や光
合成光学系の構造を簡単化しつつ省スペース化を達成することができる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様では、色分離光学系、第１光変調装置、及び光合成光学系が、
一体化されている。この場合、これらの部分をユニットとして取り扱うことができ、高精
度化や小型化を簡易に達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロジェクタ１０の光学系を示す模式図である。
このプロジェクタ１０は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調して光学像を
形成し、この光学像をスクリーン（不図示）上に拡大投射するための光学機器であり、光
源ランプユニット２０、均一照明光学系３０、色分離装置４０、光変調部５０、クロスダ
イクロイックプリズム６０、リレーレンズユニット７０、輝度変調装置８０、及び投射光
学系９０を備えて構成される。ここで、均一照明光学系３０、色分離装置４０、光変調部
５０、及びクロスダイクロイックプリズム６０は、遮光体からなるケーシングに収納され
て一体化されており、取扱や精度確保の便宜が図られている。
【００１６】
光源ランプユニット２０は、光源ランプ２１から周囲に放射された光束を集めて射出し
、均一照明光学系３０及び色分離装置４０を介して光変調部５０を照明するための光源で
あり、発光管である光源ランプ２１と、光源ランプ２１から射出された光源光を反射する
楕円の凹面鏡２２と、凹面鏡２２で反射された光源光から赤外線を除去するフィルタ２３
とを備える。この光源ランプユニット２０において、光源ランプ２１から射出された光源
光は、凹面鏡２２を経て収束しつつフィルタ２３を通過して均一照明光学系３０側に射出
される。
【００１７】
均一照明光学系３０は、光源ランプユニット２０から射出された光束をコリメートした
後に複数の部分光束に分割し、これら複数の光束を対象とする照明領域に重畳して入射さ
せ、この照明領域の面内照度を均一化するための光学系であり、光源ランプユニット２０
と協働して照明光を発生するための照明装置として機能する。均一照明光学系３０は、凹
レンズ３９、第１レンズアレイ３１、第２レンズアレイ３２、偏光変換部材３４、コンデ
ンサレンズ３５、及びミラー３７を備えている。
【００１８】
凹レンズ３９は、光源ランプユニット２０から第１方向ＡＢに射出された光源光を平行
化し、前方側すなわち第１レンズアレイ３１側に射出させる。なお、上述した楕円の凹面
鏡２２に代えて放物面等の各種凹面鏡を用いることができ、この場合、凹面鏡２２の後段
に凹レンズ３９を設けなくとも、第１レンズアレイ３１に平行光束を入射させることがで
きる。  
【００１９】
第１レンズアレイ３１は、凹レンズ３９を経た光源ランプユニット２０からの光束を複
数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、システム光軸ＩＸと直交
する面内にマトリックス状に配列される複数の小レンズを備えて構成される。各小レンズ
の輪郭形状は、後述する光変調部５０を構成する液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１
ｒの画像形成領域の形状とほぼ相似形をなすように設定されている。第２レンズアレイ３
２は、前述した第１レンズアレイ３１により分割された複数の部分光束を集光する光学素
子であり、第１レンズアレイ３１と同様にシステム光軸ＩＸに直交する面内にマトリック
ス状に配列される複数の小レンズを備えているが、集光を目的としているため、各小レン
ズの輪郭形状が液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒの画像形成領域の形状と対応し
ている必要はない。
【００２０】
偏光変換部材３４は、ＰＢＳアレイと位相差板とで形成されており、第１レンズアレイ
３１により分割された各部分光束の偏光方向を一方向の直線偏光に揃える役割を有する。
この偏光変換部材３４のＰＢＳアレイは、詳細な図示を省略しているが、システム光軸Ｉ
Ｘに対して傾斜配置される偏光分離膜及び反射ミラーを交互に配列した構成を具備する。
前者の偏光分離膜は、各部分光束に含まれるＰ偏光光束及びＳ偏光光束のうち、一方の偏
光光束を透過し、他方の偏光光束を反射する。反射された他方の偏光光束は、後者の反射
ミラーによって曲折され、一方の偏光光束の射出方向、すなわちシステム光軸ＩＸに沿っ
た方向に射出される。射出された偏光光束のいずれかは、偏光変換部材３４のＰＢＳアレ
イの光束射出面にストライプ状に設けられる位相差板によって偏光変換され、すべての偏
光光束の偏光方向が揃えられる。このような偏光変換部材３４を用いることにより、光源
ランプ２１から射出される光束を、一方向の偏光光束に揃えることができるため、光変調
部５０で利用する光源光の利用率を向上させることができる。
【００２１】
コンデンサレンズ３５は、第１レンズアレイ３１、第２レンズアレイ３２、及び偏光変
換部材３４を経た複数の部分光束を集光して液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒの
画像形成領域上に重畳させて入射させるための重畳光学素子である。このコンデンサレン
ズ３５から射出された光束は、均一化されつつ次段の色分離装置４０に射出される。つま
り、両レンズアレイ３１，３２とコンデンサレンズ３５とを経た照明光は、以下に詳述す
る色分離装置４０を経て、光変調部５０すなわち各色の液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ
，５１ｒの画像形成領域を均一に重畳照明する。
【００２２】
ミラー３７は、システム光軸ＩＸを紙面に平行な面内で９０°折り曲げる。つまり、コ
ンデンサレンズ３５から射出された光束は、ミラー３７によって、当初の第１方向ＡＢか
らこれに直交する第２方向ＣＤに折り曲げられて色分離装置４０に入射する。換言すると
、ミラー３７を設けることによって、光源ランプユニット２０や均一照明光学系３０から
の光路が延びる方向を９０°切り替えることができる。
【００２３】
色分離装置４０は、照明光を各色に分離して光変調部５０に導く色分離光学系として機
能し、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂ、反射ミラー４２ａ，４２ｂ，
４２ｃ、フィールドレンズ４３ｒ，４３ｂ，４３ｇ、及びリレー光学系４６を備える。こ
れらのうち、第１及び第２ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂを含んで構成される光学
部分は、照明光を青（Ｂ）色光、緑（Ｇ）色光、及び赤（Ｒ）色光の３つの光束に分離す
る。各ダイクロイックミラー４１ａ，４１ｂは、透明基板上に、所定の波長領域の光束を
反射し他の波長領域の光束を透過する波長選択作用を有する誘電体多層膜を形成すること
によって得た光学素子であり、システム光軸ＩＸに対してともに傾斜した状態で配置され
る。第１ダイクロイックミラー４１ａは、赤・青・緑（Ｒ・Ｇ・Ｂ）の３色のうち青色光
ＬＢを反射し、緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとを透過させる。また、第２ダイクロイックミラ
ー４１ｂは、入射した緑色光ＬＧ及び赤色光ＬＲのうち緑色光ＬＧを反射し赤色光ＬＲを
透過させる。
【００２４】
この色分離装置４０において、光源ランプユニット２０から均一照明光学系３０を経て
入射した照明光は、まず第１ダイクロイックミラー４１ａに入射する。第１ダイクロイッ
クミラー４１ａで反射された青色光ＬＢは、第１光路ＯＰ１に導かれ、反射ミラー４２ａ
を経て最終段のフィールドレンズ４３ｂに入射する。また、第１ダイクロイックミラー４
１ａを透過して第２ダイクロイックミラー４１ｂで反射された緑色光ＬＧは、第２光路Ｏ
Ｐ２に導かれ最終段のフィールドレンズ４３ｇに入射する。さらに、第２ダイクロイック
ミラー４１ｂを通過した赤色光ＬＲは、第３光路ＯＰ３に導かれ、反射ミラー４２ｂ，４
２ｃやリレー光学系４６を経て最終段のフィールドレンズ４３ｒに入射する。なお、色分
離装置４０の射出側に設けられた各フィールドレンズ４３ｒ，４３ｂ，４３ｇは、第２レ
ンズアレイ３２から射出され光変調部５０に入射する各部分光束が、システム光軸ＩＸに
対して適当な角度で入射するように設けられている。
【００２５】
なお、リレー光学系４６は、図面からも明らかなように、光源ランプユニット２０から
各色の液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒまでの各光路ＯＰ１，ＯＰ２，ＯＰ３の
うち距離が最も長くなっている赤色用の第３光路ＯＰ３上に配置されている。リレー光学
系４６は、光路に沿って第１レンズ４６ａと第２レンズ４６ｂとを有しており、入射側の
第１レンズ４６ａの直前に形成された像を、次段の第２レンズ４６ｂを介して、ほぼその
まま射出側のフィールドレンズ４３ｒに伝達することにより、光の拡散等による光の利用
効率の低下を防止している。
【００２６】
光変調部５０は、３色の照明光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲがそれぞれ入射する３つの液晶ライト
バルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒを備える。各液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒは
、照明光を変調して像光とする第１光変調装置として機能し、３つの液晶パネルと、各液
晶パネルを挟むように配置される３組の偏光フィルタとを備える。つまり、各色用の液晶
ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒは、各色用の液晶パネルと、これを挟む一対の偏光
フィルタとによって、各色の照明光を２次元的に輝度変調することができる。なお、液晶
ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒに組み込まれる液晶パネルは、一対の透明なガラス
基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦ
Ｔをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、それぞれに入射した偏光光
束の偏光方向を変調する。
【００２７】
この光変調部５０において、第１光路ＯＰ１に導かれた青色光ＬＢは、フィールドレン
ズ４３ｂを介して液晶ライトバルブ５１ｂの画像形成領域に入射する。第２光路ＯＰ２に
導かれた緑色光ＬＧは、フィールドレンズ４３ｇを介して液晶ライトバルブ５１ｇの画像
形成領域に入射する。第３光路ＯＰ３に導かれた赤色光ＬＲは、第１及び第２レンズ４６
ａ，４６ｂからなるリレー光学系４６及びフィールドレンズ４３ｒを介して液晶ライトバ
ルブ５１ｒの画像形成領域に入射する。各液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒにそ
れぞれ入射した各色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲは、各液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒ
に画像情報に応じて電気的信号として入力された駆動信号或いは制御信号に応じて、画素
単位で透過状態が調整される。その際、各液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒを構
成する３組の偏光フィルタによって、これらに挟まれた液晶パネルに入射する照明光の偏
光方向が調整されるとともに、各液晶パネルから射出される光から所定の偏光方向の変調
光が取り出される。
【００２８】
クロスダイクロイックプリズム６０は、射出側偏光板から射出された各色光毎に変調さ
れた光学像を合成してカラー画像を形成する光合成光学系である。このクロスダイクロイ
ックプリズム６０は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状の四角柱であ
り、直角プリズム同士を貼り合わせた界面には、Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜６
１，６２が形成されている。一方の第１誘電体多層膜６１は、青色光を反射するダイクロ
イックミラーであり、他方の第２誘電体多層膜６２は、赤色光を反射するダイクロイック
ミラーである。このクロスダイクロイックプリズム６０は、液晶ライトバルブ５１ｂから
の青色光ＬＢを第１誘電体多層膜６１で反射して進行方向右のリレーレンズユニット７０
側に射出させ、液晶ライトバルブ５１ｒからの赤色光ＬＲを第２誘電体多層膜６２で反射
して進行方向左のリレーレンズユニット７０側に射出させ、液晶ライトバルブ５１ｇから
の緑色光ＬＧを両誘電体多層膜６１，６２を介して直進・射出させる。クロスダイクロイ
ックプリズム６０から射出される合成光は、結果的に、色分離装置４０に第２方向CDから
入射した光を直交する第３方向EFに折り曲げて進行させたものとなっている。
【００２９】
リレーレンズユニット７０は、３つの液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒの画像
形成領域上に形成された３つの像光（光強度分布）を、途中のクロスダイクロイックプリ
ズム６０で合成しながら、後述する輝度変調装置８０の画像形成領域上にその光強度分布
をほぼ保存した状態で、かつ、光損失を殆ど伴うことなく正確に伝達する機能を有する。
なお、リレーレンズユニット７０は、例えば数１０ミクロンオーダで等倍の投射像形成を
可能にするため、球面や非球面を含む多数のレンズ要素で構成されており、通常両側にテ
レセントリックで色収差が精密に補正された高精度のリレーレンズとなっている。
【００３０】
輝度変調装置８０は、輝度変調を目的とする第２光変調装置すなわち液晶ライトバルブ
からなり、液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒと同様に、液晶パネルと、液晶パネ
ルを挟むように配置される１組の偏光フィルタとを備える。輝度変調装置８０を構成する
液晶ライトバルブは、透過率を独立に制御可能な複数の画素をマトリックス状に配列した
構成となっており、上述した液晶ライトバルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒからの３つの像光
を合成した合成光を、表示画像データに基づいて再度光変調し、最終的に投射すべき像光
に対応する変調光を射出する。輝度変調装置８０を経た像光は、光変調部５０との組み合
わせによって２段階で変調されており、かかる２段階の変調によって極めてコントラスト
の高いものとなっている。
【００３１】
投射光学系９０は、反射プリズム９１と、投射レンズ９２とを備えており、輝度変調装
置８０の液晶ライトバルブに画像形成領域上に形成された光学像の像光を、適当な拡大率
でスクリーン（不図示）にカラー画像として投射する。ここで、輝度変調装置８０から射
出された光束は、反射プリズム９１に設けたミラー９１ａによって、リレーレンズユニッ
ト７０が延びる第３方向ＥＦからこれに直交する第４方向ＧＨに折り曲げられて投射光学
系９０に入射する。
【００３２】
以下、図１に示すプロジェクタ１０の動作について説明する。光源ランプユニット２０
からの光は、均一照明光学系３０を経て均一化され、第１方向ＡＢから第２方向ＣＤに９
０°折り曲げられて色分離装置４０に入射する。均一照明光学系３０から射出された照明
光は、色分離装置４０で青、緑、及び赤色光ＬＢ，ＬＧ，ＬＲに分離され、各液晶ライト
バルブ５１ｂ，５１ｇ，５１ｒで各色ごとに変調され、クロスダイクロイックプリズム６
０を経てカラーの像光として光学的に合成される。この際、色分離装置４０に入射した照
明光は、クロスダイクロイックプリズム６０から合成光として射出される際に、第２方向
ＣＤから第３方向ＥＦに９０°折り曲げられた状態となる。この第３方向ＥＦは、第１方
向ＡＢと平行で逆向きとなっている。クロスダイクロイックプリズム６０で合成された像
光は、リレーレンズユニット７０によって輝度変調装置８０に再結像され、輝度変調装置
８０で輝度変調された像光は、投射光学系９０を経る際に第３方向ＥＦから第４方向ＧＨ
に９０°折り曲げられて、プロジェクタ１０の前方に配置されたスクリーン（不図示）に
投射される。この第４方向ＧＨは、第２方向ＣＤと平行で逆向きとなっている。結果的に
、プロジェクタ１０内での光路は、第１方向ＡＢから、第２方向ＣＤ及び第３方向ＥＦを
経て、第４方向ＧＨへと順次変化しており、プロジェクタ１０を構成する光学系は、ロ字
状の光路に効率的に収まった小型のものとなっている。よって、プロジェクタ１０を小型
の光学系によって極めて狭い矩形空間内に収納することができ、プロジェクタ１０の小型
化を効率的に達成することができる。
【００３３】
なお、以上の第１実施形態では、輝度変調装置８０を反射プリズム９１の前段に配置し
ているが、輝度変調装置８０を反射プリズム９１の後段に配置することもできる。この場
合、投射レンズ９２のバックフォーカスを短くできるという利点がある。
【００３４】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第２実施形態のプロジェ
クタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものであり、同一部分には同一の符
号を付して重複説明を省略する。また、特に説明しない部分については、第１実施形態と
同様であるものとする。
【００３５】
図２は、第２実施形態のプロジェクタ１１０を説明する平面図である。このプロジェク
タ１１０は、直線型の投射光学系１９０を有する。つまり、クロスダイクロイックプリズ
ム６０で合成された像光は、リレーレンズユニット７０によって輝度変調装置８０に再結
像され、輝度変調装置８０で輝度変調された像光は、投射光学系１９０によってプロジェ
クタ１１０の前方に配置されたスクリーン（不図示）に投射される。結果的に、プロジェ
クタ１１０内での光路は、第１方向ＡＢから、第２方向ＣＤを経て、第３方向ＥＦへと順
次変化しており、プロジェクタ１１０を構成する光学系は、コ字状の光路に効率的に収ま
った小型のものとなっている。よって、プロジェクタ１１０の小型化を達成することがで
きる。さらに、このプロジェクタ１１０では、投射光学系１９０が直線型となっており、
投射光学系１９０を比較的プロジェクタ１１０の中央に配置することができるので、プロ
ジェクタ１１０の構造や外観上のバランスを高めるとともに、プロジェクタ１１０設置や
調整が簡単に行なうことができる。特に、輝度変調装置８０を備えるプロジェクタ１１０
は高級大型であり、ホール等の天井側に固定され天吊り状態で使用される場合が多い。さ
らに、天吊り器具は、通常スクリーンの中央に対置される。このため、投射光学系１９０
が装置の中央に配置されたプロジェクタ１１０では、天吊り金具へのセッティングに際し
て画像の歪や明るさの均一性を簡単に確保することができる。さらに、投射光学系が装置
の偏った位置（たとえば投写方向からみて装置の左右いずれか側に偏っている位置）に配
置されたプロジェクタでは、投射光学系がスクリーンの中央に応じた位置に配置されるよ
うに天吊り器具の位置をスクリーン中央からはずれた位置に付け替えていたが、本実施形
態のプロジェクタ１１０ではそのような必要がなくなる。または、前述のような投射光学
系が装置の偏った位置に配置されたプロジェクタを、スクリーンの中央に応じて取り付け
られた天吊り金具に取り付けた場合、該プロジェクタは、スクリーンに対して左右いずれ
かにずれて配置されるので、インテリアとしてバランスが悪くなり、美観を損ねる可能性
が増大するが、本実施形態に記載のプロジェクタ１１０では設置場所での美観を損ねるこ
とはない。
【００３６】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態のプロジェクタについて説明する。なお、第３実施形態のプロジェ
クタは、第１実施形態のプロジェクタを一部変更したものである。
【００３７】
図３は、第３実施形態のプロジェクタ２１０を説明する平面図である。このプロジェク
タ２１０は、均一照明光学系２３０を有する。つまり、光源ランプユニット２０から第２
方向ＣＤに射出された光は、均一照明光学系２３０を経て均一化され、第２方向ＣＤにそ
のまま射出されて色分離装置４０に入射する。結果的に、プロジェクタ１０内での光路は
、第２方向ＣＤから、第３方向ＥＦを経て、第４方向ＧＨへと順次変化しており、プロジ
ェクタ２１０を構成する光学系は、コ字状の光路に効率的に収まった小型のものとなって
いる。よって、プロジェクタ２１０の小型化を達成することができる。さらに、このプロ
ジェクタ２１０では、均一照明光学系２３０が直線型となっており、照明光路を短くする
ことができ、ミラーのような光路を折り曲げるための光学素子を少なくすることができる
ので、照明光の光量損失を確実に低減できる。つまり、照明光の効率的利用が可能になり
、高輝度の画像を投射することができる。
【００３８】
なお、この発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範
囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能
である。
【００３９】
すなわち、上記実施形態では、光源ランプユニット２０からの光を複数の部分光束に分
割するため、２つのレンズアレイ３１，３２を用いていたが、この発明は、このようなレ
ンズアレイを用いないプロジェクタにも適用可能である。また、レンズアレイ３１，３２
をロッドインテグレータに置き換えることもできる。さらに、光源ランプユニット２０か
らの光を特定方向の偏光とする偏光変換部材３４を用いていたが、この発明は、このよう
な偏光変換部材３４を用いないプロジェクタにも適用可能である。
【００４０】
また、上記実施形態では、赤色の液晶ライトバルブ５１ｇを比較的長い第３光路ＯＰ３
に配置するとともに当該第３光路ＯＰ３にリレー光学系４６を配置しているが、他の青色
や緑色を比較的長い第３光路ＯＰ３に導くことも可能である。この場合、青色光や緑色光
がリレー光学系４６によって対応する液晶パネルに伝達されることになる。
【００４１】
また、プロジェクタとしては、投射面を観察する方向から画像投射を行う前面プロジェ
クタと、投射面を観察する方向とは反対側から画像投射を行う背面プロジェクタとがある
が、図１等に示すプロジェクタ１０，１１０，２１０の構成は、いずれにも適用可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。
【図２】第２実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。
【図３】第３実施形態に係るプロジェクタの光学系を説明する図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０，１１０，２１０…プロジェクタ、  ２０…光源ランプユニット、  ２１…光源ラ
ンプ、  ３０…均一照明光学系、  ３１，３２…レンズアレイ、  ３４…偏光変換部材、
３５…コンデンサレンズ、  ３７…ミラー、  ４０…色分離装置、  ４１ａ，４１ｂ…
ダイクロイックミラー、  ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…反射ミラー、  ４３ｒ，４３ｂ，４
３ｇ…フィールドレンズ、  ４６…リレー光学系、  ５０…光変調部、  ５１ｂ…青用液
晶ライトバルブ、  ５１ｇ…緑用液晶ライトバルブ、  ５１ｒ…赤用液晶ライトバルブ、
６０…クロスダイクロイックプリズム、  ６１，６２…誘電体多層膜、  ７０…リレー
レンズユニット、  ８０…輝度変調装置、  ９０…投射光学系、  ９１…反射プリズム、
９２…投射レンズ、  ＡＢ…第１方向、  ＣＤ…第２方向、  ＥＦ…第３方向、  ＧＨ
…第４方向、  ＩＸ…システム光軸、  ＬＢ，ＬＧ，ＬＲ…各色光
【図１】
2007114347.tif 000003
【図２】
2007114347.tif 000004
【図３】
2007114347.tif 000005